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Utilisation de nanoparticules chargées par Omniscan comme agent de contraste IRM ciblé sur les tumeurs dans le carcinome épidermoïde buccal par stratégie de gélatinase-stimuli

Résumé

Dans cette étude, l'agent de contraste IRM ciblé sur les tumeurs a été préparé avec des nanoparticules de gélatinase-stimuli (NP) et Omniscan (Omn) par la méthode de double émulsion. La taille, la distribution, la morphologie, la stabilité, la charge médicamenteuse et l'efficacité d'encapsulation des Omn-NPs ont été caractérisées. Les changements morphologiques macroscopiques et microscopiques des NP en réponse aux gélatinases (collagénases IV) ont été observés. L'imagerie par résonance magnétique utilisant Omn-NPs comme agent de contraste a été évaluée dans les modèles de carcinome épidermoïde buccal avec Omn comme contrôle. Nous avons trouvé des preuves claires que les Omn-NPs ont été transformées par les gélatinases et le signal de la séquence IRM pondérée en T1 a montré que le rapport tumeur/fond était significativement plus élevé dans les Omn-NPs que dans Omn. Le point de temps maximal après l'injection était beaucoup plus tardif pour les Omn-NP que pour les Omn. Cette étude démontre que les Omn-NP sont très prometteurs en tant qu'agent de contraste pour l'IRM avec une spécificité améliorée et un temps de circulation prolongé basé sur une stratégie relativement simple et universelle.

Introduction

Le carcinome épidermoïde buccal (CCSO) est la tumeur maligne la plus fréquente dans la région buccale et maxillo-faciale; en raison de la localisation particulière de l'OSCC, le traitement chirurgical affecte inévitablement les fonctions et l'esthétique de la région orofaciale. Un diagnostic précoce et précis de l'OSCC permet un traitement chirurgical plus individuel et plus approprié et, par conséquent, une réduction de la morbidité après le traitement ainsi qu'un meilleur pronostic pour le patient. Un diagnostic et une stadification corrects, qui affectent la planification du traitement de la maladie, nécessitent l'utilisation de techniques d'imagerie [1].

L'IRM est une modalité d'imagerie non invasive sans rayonnement ionisant. Il peut être utilisé pour fournir des images haute résolution et tridimensionnelles des tissus mous. L'IRM multiparamétrique a été testée dans des essais cliniques et s'est avérée utile dans la localisation tumorale [2]. Alors que divers composés ont été évalués en tant qu'agents de contraste pour l'IRM, les complexes de gadolinium (Gd) continuent d'être les plus largement utilisés et représentent pratiquement tous les agents appliqués en clinique à l'heure actuelle [3]. Cependant, les agents de contraste IRM à base de Gd existants ne sont pas spécifiques à la tumeur et sont incapables de fournir une détection et une caractérisation précises de la tumeur. En raison de leur petite taille, la plupart de ces agents peuvent être distribués dans les espaces intravasculaires et interstitiels et être rapidement évacués par filtration rénale [3]. Pour améliorer la spécificité dans les tissus tumoraux et prolonger le temps de circulation dans le flux sanguin de l'agent de contraste IRM, les chercheurs ont essayé de concevoir et de synthétiser de nouveaux agents de contraste IRM variables [4,5,6,7,8].

Dans un passé récent, de nombreuses nanoparticules (NP) liées au méthoxy-poly(éthylène glycol) (mPEG) et/ou au polycaprolactone (PCL) ont été conçues et étudiées [9,10,11]. Ces NP ont été utilisées pour administrer des médicaments, elles ont contribué à la solubilité des médicaments, amélioré le processus thérapeutique en prolongeant le temps de circulation et en améliorant l'absorption dans les tumeurs, grâce à l'amélioration de la perméabilité et de l'effet de rétention. Le mPEG et le PCL sont des copolymères approuvés par la Food and Drug Administration des États-Unis qui présentent une très faible immunogénicité, antigénicité et toxicité, et sont largement étudiés pour des applications médicales [12]. Il est connu que la biocompatibilité et la biodégradabilité sont des propriétés importantes lorsque les NP sont utilisées dans le domaine du génie médical, environnemental et chimique [13, 14]. Dans nos travaux précédents, nous avons développé un système d'administration de médicaments stimuli par la gélatinase basé sur le mPEG et le PCL avec un peptide clivable par les gélatinases spécifique à la tumeur inséré entre le mPEG et le PCL [12]. Des médicaments thérapeutiques tels que le docétaxel, le miR-200c ont été chargés sur cette nanoparticule. Les études in vitro et in vivo ont montré que les médicaments pouvaient être délivrés spécifiquement dans les tissus tumoraux [15]. Nos NP sont basées sur une stratégie de ciblage tumoral relativement simple. L'effet amélioré de perméabilité et de rétention (EPR) pourrait accumuler les nanoparticules dans les tissus tumoraux. Les gélatinases (matrice métalloprotéases-2/9 MMP2/9, collagénases IV), largement exprimées dans les tumeurs, sépareraient les NP et libéreraient les médicaments chargés. Contrairement à la stratégie de ciblage actif, nos NP ont le potentiel de charger des médicaments thérapeutiques et diagnostiques variables, ce qui serait plus simple et universel.

Dans cette étude, nous avons chargé le même type de NP avec Omn, un agent de contraste IRM largement utilisé [16], pour atteindre l'objectif d'établir un agent de contraste IRM biocompatible et biodégradable ciblant les tumeurs. L'efficacité des Omn-NPs en tant qu'agent de contraste IRM a été évaluée dans le modèle de xénogreffe de carcinome épidermoïde buccal humain avec Omn seul comme contrôle.

Matériaux et méthodes

Matériaux

Le méthoxy-polyéthylèneglycol-NHS (mPEG-NHS, Mn 5000) a été acheté auprès de Beijing Jiankai Technology Co (Beijing, Chine). Le peptide clivable par la gélatinase (séquence :H2N-PVGLIG-COOH) a été synthétisé par Shanghai HD Biosciences Co (Shanghai, Chine). Omniscan (Gadodiamide Injection) a été acheté auprès de GE Healthcare (Irlande). Les collagénases IV ont été achetées chez Sigma (USA).

Synthèse de Gélatinases Omn-Loaded-Stimuli NPs

Les copolymères clivables par les gélatinases mPEG-Pep-PCL et mPEG-PCL sans peptide ont été synthétisés par copolymérisation par ouverture de cycle comme dans nos travaux précédents [17]. Les Omn-NPs ont été formulées par la technique d'évaporation de solvant à double émulsion. Brièvement, 10 µg de copolymère mPEG-Pep-PCL ont été dissous dans 1 µmL de dichlorométhane (DCM). Ensuite, 0,1 mL, 0,2 mL et 0,3 mL d'Omn ont été ajoutés respectivement. Ce mélange a été émulsionné dans 3 mL d'une solution aqueuse d'alcool polyvinylique (PVA) à 3% (p/v) par sonication (XL2000, Misonix, Farmingdale, NY, USA) pendant 60 s pour obtenir une émulsion huile/eau (o/w) . Cette émulsion a ensuite été émulsionnée dans 5 µmL de solution aqueuse contenant 0,5 % (p/v) par sonication PVA pendant 60 µs. L'émulsion w/o/w formée a été doucement agitée à température ambiante sous une hotte jusqu'à ce que le solvant organique se soit évaporé. La solution résultante a été filtrée pour éliminer les médicaments non incorporés. Les blancs-NP ont été préparés de la même manière que celle décrite, sans ajouter d'Omn. Les NPs mPEG-PCL chargées en Omn (Con-Omn-NPs) ont été synthétisées avec 10 mg de copolymère mPEG-PCL et 0,2 mL Omn a suivi les mêmes étapes.

Mesure de la taille des particules et examen de la morphologie des NP

Les tailles de particules et la stabilité des Omn-NPs et des blank-NPs ont été mesurées par diffusion dynamique de la lumière (DLS) (Brookhaven Instruments Corporation, USA). Les Omn-NP et les blancs-NP ont été conservés à température ambiante. Les tailles de particules ont été déterminées par DLS tous les 2 jours pour évaluer la stabilité des Omn-NP (totalement pendant 6 jours). Les valeurs étaient la moyenne de mesures en triple pour un seul échantillon. L'examen morphologique des Omn-NPs et des blank-NPs a été réalisé à l'aide d'un microscope électronique à transmission (MET) (JEM-100S, JEOL, Japon). Une goutte de suspension de NPs correctement diluée a été placée sur une grille de cuivre recouverte d'une membrane de nitrocellulose et séchée à l'air à température ambiante. L'échantillon a été coloré négativement avec une solution de sodium phosphotungstique à 1 % (p/v) avant observation.

Le contenu de charge de médicament et l'efficacité d'encapsulation

Le contenu de charge médicamenteuse et l'efficacité d'encapsulation des Omn-NPs ont été analysés en calculant la concentration en ions gadolinium. Un millilitre d'Omn-NPs a été divisé par de l'acide nitrique concentré, puis le mélange a été dilué par de l'acide nitrique dilué. L'échantillon a été testé par spectrométrie d'émission plasma-atomique à couplage inductif (ICP-AES, Optima 5300DV, PerkinElmer, États-Unis).

$$ \mathrm{Drogue}\ \mathrm{chargement}\ \mathrm{content}\%=\frac{\mathrm{Wight}\ \mathrm{of}\ \mathrm{le}\ \mathrm{drogue}\ \ mathrm{dans}\ \mathrm{nanoparticules}}{\mathrm{Poids}\ \mathrm{de}\ \mathrm{le}\ \mathrm{nanoparticules}} $$$$ \mathrm{Encapsulation}\ \mathrm{efficacité }\%=\frac{\mathrm{Poids}\ \mathrm{of}\ \mathrm{le}\ \mathrm{drogue}\ \mathrm{in}\ \mathrm{nanoparticaux}}{\mathrm{Poids}\ \mathrm{de}\ \mathrm{le}\ \mathrm{alimentation}\ \mathrm{drogue}} $$

Modifications macroscopiques et modifications morphologiques microscopiques des NP en réponse à la collagénase

Les NPs mPEG-PCL chargées en Omn (Con-Omn-NPs) et les NPs mPEG-Pep-PCL (Omn-NPs) ont été incubées avec une solution de Hank contenant de la collagénase IV (0,34 mg/mL) à 37°C pendant 24  h. Des changements dans la transparence de la solution ont été observés à l'œil nu.

L'évaluation de la morphologie microscopique des Con-Omn-NPs et des Omn-NPs (incubés avec ou sans collagénase) a été réalisée à l'aide d'un MET. Pour la MET, une goutte de suspension de NPs a été placée sur une grille de cuivre recouverte d'une membrane de nitrocellulose et séchée à l'air avant observation.

Dans V itro C ellulaire U ptake

Des lignées de carcinome épidermoïde buccal humain (HSC3) ont été aimablement fournies par le neuvième hôpital de Shanghai. Les cellules tumorales ont été ensemencées dans une plaque 24 puits à une densité de 5 × 10 5 cellules par puits et cultivées pendant 24 h. Ensuite, des NP de mPEG-Pep-PCL chargées en coumarine-6 ​​(12,5  μg/mL calculés par la coumarine-6) ont été ajoutées au milieu de culture et incubées pendant 0,5 et 1 h à 37 °C. Le milieu de culture a été aspiré et lavé trois fois avec du PBS. Les cellules ont été immobilisées pendant 20 min avec de l'éthanol absolu (1 mL par puits), puis lavées trois fois par du PBS. Les cellules ont été observées par cytochimie immunofluorescente et microscope confocal à balayage laser (LSM710, Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Berlin, Allemagne). La longueur d'onde d'excitation et d'émission était de 460  nm pour la coumarine-6.

Animaux

Toutes les expérimentations animales ont été réalisées en totale conformité avec les lignes directrices du Guide pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire publié par les Instituts nationaux de la santé des États-Unis (publication NIH n° 85-23, révisée en 1985) et ont été approuvées par l'Ethics Review Board pour Études animales de l'hôpital stomatologique de Nanjing, faculté de médecine de l'université de Nanjing. Des souris BALB/c (5 à 6 semaines, 18 à 22 µg) ont été achetées auprès du Model Animal Research Center de l'Université de Nanjing. La santé des animaux, y compris le poids corporel et les affections cutanées, a été surveillée deux fois par semaine. L'ulcération, une réduction de la mobilité des animaux et de la perte de poids, n'a pas été observée au cours de l'expérience.

Établissement du modèle OSCC

Les cellules tumorales ont été cultivées dans du milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) avec 10 % de sérum de veau fœtal (FBS), 100  U/mL de pénicilline et 100  mg/mL de streptomycine à 37 °C dans une atmosphère humidifiée contenant 5 % de CO 2 et 95% d'air. Pour établir un modèle de xénogreffe d'OSCC humain, les cellules OSCC humaines HSC3 (1 × 10 6 cellules dans 50 μL de tampon phosphate salin (PBS)) ont été inoculées par voie sous-cutanée dans l'aisselle droite de souris nude (3 souris par groupe). Nous avons mesuré la dimension de la tumeur tous les deux jours à l'aide d'un pied à coulisse. Lorsque le diamètre de la tumeur était d'environ 0,4 à 0,5 cm, les souris étaient prêtes pour des expériences d'imagerie par résonance magnétique in vivo.

Étude IRM in vivo avec Omn-NPs et Omn comme agent de contraste

Pour l'étude in vivo, nous avons divisé les souris en deux groupes (A et B). Les souris du groupe A ont reçu une injection d'Omn-NP par la veine caudale tandis que les souris du groupe B ont reçu la même concentration d'Omn que les NP chargées. Les deux groupes ont été scannés à l'aide du scanner IRM Bruker Biospin 7.0 T (Bruker BioSpin, Ettlingen, Allemagne). Les paramètres ont été définis comme suit :champ de vision (FOV), 3,5 × 2,5 cm; épaisseur de tranche, 0,8 mm; TR, 745,2  ms ; TE, 7,5 ms. Les coupes axiales de souris ont été acquises en utilisant une séquence d'écho de spin pondérée en T1. Les images ont été obtenues avant et à différents moments après l'administration intraveineuse de deux agents de contraste.

Expression de MMP2/9 dans les tissus tumoraux et normaux

Après examen IRM in vivo, les tissus tumoraux, cardiaques, hépatiques, spléniques, pulmonaires, rénaux et musculaires du modèle de souris OSCC ont été sélectionnés pour une coloration immunohistochimique (IHC) pour MMP2 et MMP9. Tous les tissus ont été disséqués et fixés dans du formol tamponné neutre à 10 %, systématiquement transformés en paraffine et sectionnés à une épaisseur de 5 µm. L'examen IHC pour l'expression semi-quantitative (−, + et ++) de MMP2/9 a été réalisé en utilisant la microscopie optique.

Analyse statistique

L'analyse statistique a été effectuée à l'aide du t de Student test. Les données ont été répertoriées comme moyenne ± SD, et une valeur de p <0,05 a été considéré comme statistiquement significatif.

Résultats et discussion

Caractérisation des nanoparticules mPEG-Pep-PCL

Le 1 RMN H(CDCl3 ) les spectres de copolymères mPEG-Pep-PCL ont confirmé que le peptide a été conjugué avec succès avec mPEG et les conjugués mPEG-Pep ont été conjugués avec succès avec PCL (Fig. 1a). Le rapport molaire du bloc hydrophile au bloc hydrophobe (mPEG/PCL) dans le copolymère mPEG-Pep-PCL était d'environ 0,95 sur la base du rapport intégral de -CH2-O- (4,04  ppm) dans le segment PCL à -CH2-CH2-O ( 3,65  ppm) dans le segment mPEG à partir de 1 Mesure RMN H.

un 1 Spectres de résonance magnétique nucléaire H (300 MHz, 25μC) de PEG-Pep-PCL dans CDCl3. b Le diamètre et l'indice de polydispersité des NP vierges et des NP chargées en Omn (0,1 µmL, 0,2 µmL, 0,3 µmL). c La stabilité des NP chargées en Omn (0,1 mL, 0,2 mL, 0,3 mL). d Micrographies MET des NP vierges et des NP chargées en Omn. Les barres d'erreur représentent les écarts types de trois mesures distinctes

Taille des particules et stabilité des NP

Les tailles de particules et l'indice de polydispersité (PDI) ont été déterminés par DLS (Fig. 1b). Aucune différence significative dans la taille des particules entre les trois Omn-NP n'a été trouvée (p> 0,05), tandis que des différences significatives ont été trouvées entre les Omn-NPs et les blank-NPs (p <0,05). Pour le PDI, aucune différence significative n'a été trouvée entre ces Omn-NPs (p> 0,05), mais il y avait des différences significatives entre les Omn-NPs et les blank-NPs (p <0,05).

Pour la stabilité des Omn-NPs, aucune précipitation et un changement évident de taille n'ont été observés dans les trois Omn-NPs (Fig. 1c), ce qui indiquait que les Omn-NPs étaient stables.

Études morphologiques des NP

Les micrographies MET des blank-NPs et Omn-NPs sont présentées sur la figure 1d. La forme aplatie pouvait également être observée à la fois dans les blank-NPs et les Omn-NPs et les Omn-NPs étaient beaucoup plus petites que les blank-NPs en raison de leurs différentes tailles. De plus, l'Omn dans les NP pouvait être clairement distingué, qui apparaissait sous forme de particules sombres dans les NP. Cette Omn particulaire a pu être observée de manière dispersée au sein des NP.

Contenu de charge de médicament et efficacité d'encapsulation

Le contenu de charge de médicament et l'efficacité d'encapsulation des trois Omn-NP sont présentés dans le tableau 1. Le résultat a montré que 0,3 mL d'Omn avait la charge de médicament la plus élevée, mais l'efficacité d'encapsulation était assez faible, et 0,1 mL d'Omn avait l'efficacité d'encapsulation la plus élevée et relativement proche. charge de médicament avec 0,2 mL et 0,3 mL Omn. Compte tenu à la fois de la charge de médicament et de l'efficacité d'encapsulation, 0,1 mL d'Omn-NP ont été utilisés dans l'étude IRM finale in vivo. La faible efficacité d'encapsulation a également indiqué que dans le système de réaction, l'Omn que nous avons ajouté était suffisant pour les NP.

Modifications morphologiques macroscopiques et microscopiques des Omn-NPs et Con-Omn-NPs en réponse à la collagénase IV

Pour vérifier le clivage des NP en réponse à la gélatinase (collagénase IV), les changements morphologiques macroscopiques et microscopiques des Omn-NPs et Con-Omn-NPs après incubation avec la solution de Hank contenant 2 mg/mL de collagénase IV ont été évalués. A1 et B1 ont montré les solutions transparentes de Con-Omn-NPs avant et après incubation avec la collagénase IV, et A2 et B2 n'ont montré aucun changement pour la morphologie microscopique de Con-Omn-NPs en utilisant TEM avant et après incubation. C1 et D1 ont montré les solutions d'Omn-NPs avant et après incubation avec la collagénase IV. D1 a montré que le liquide est devenu trouble au fur et à mesure que la précipitation se produisait dans les solutions Omn-NP après 24 h. D2 a montré les images MET des Omn-NPs en réponse aux collagénases IV, les structures des NPs se sont dégradées (Fig. 2). Ce résultat a indiqué que nos NP étaient des stimuli de gélatinase :le clivage du peptide briserait les NP et les médicaments chargés seraient libérés. Et la fonctionnalité de clivage du peptide pour libérer les médicaments chargés a également été démontrée via la libération de médicaments et dans nos recherches précédentes [12, 18].

a1 , a2 , b1 , b2 , c1 , c2 , d1 , d2 Modification morphologique macroscopique et microscopique des NPs mPEG-PCL chargées en Omn (Con-Omn-NPs) et des NPs mPEG-Pep-PCL chargées en Omn (Omn-NPs) après incubation avec la collagénase IV

Études d'absorption cellulaire in vitro

L'absorption cellulaire des NP chargées de coumarine-6 ​​est illustrée à la figure 3. La fluorescence verte de la coumarine-6 ​​a été montrée dans le cytoplasme des cellules HSC3, suggérant que la coumarine-6 ​​est entrée dans le cytosol avec les NP. Comme la coumarine-6 ​​était à l'origine piégée dans les NP, ce qui indiquait que nos NP pouvaient pénétrer efficacement les barrières membranaires cellulaires et se distribuer dans le cytoplasme cellulaire par endocytose.

a, b Études in vitro d'absorption cellulaire HSC3 de nanoparticules. Images de microscopie confocale de cellules HSC3 après incubation avec des NP chargées de coumarine-6

Imagerie IRM in vivo avec Omn-NPs et Omn comme agents de contraste

Les images ont été acquises avant Omn-NPs et Omn administré par voie intraveineuse à la dose de 0,025 mmol/kg (Gd 3+ ) de 2 groupes. Des images post-contraste ont ensuite été obtenues à 5 min, 15 min, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min et 180 min après l'injection (Fig. 4a). Le signal de la tumeur au fond (TBR ) a été calculé et utilisé comme indicateur quantifiable pour l'évaluation en utilisant Omn-Nps par rapport à Omn. Les résultats ont montré que le TBR maximum pour Omn-NPs était de 2,23 ± 0,10 et 1,48 ± 0,01 pour Omn, le temps de pic était de 30 min pour Omn-NPs et 5 min pour Omn, et la durée d'amélioration du signal était de 180 min pour Omn- NPs et 30 min pour Omn (Fig. 4b). Il y avait une différence significative pour le TBR maximum et le temps de rétention entre les deux groupes (p <0,05). Bien que nos Omn-NPs aient eu une charge médicamenteuse relativement faible, une imagerie IRM in vivo améliorée supérieure a été démontrée par rapport à Omn seul. Cela a également prouvé que nos Omn-NP étaient des stimuli de la gélatinase et spécifiques à la tumeur.

un , b Images IRM axiales et graphique linéaire du rapport tumeur/fond du modèle de xénogreffe d'OSCC humain aux positions tumorales indiquées acquises avec une séquence pondérée en T1. Les barres d'erreur représentent les écarts types de trois mesures distinctes

Malgré des techniques d'imagerie récemment avancées telles que la tomodensitométrie par émission monophotonique [19], la tomographie par émission de positons (TEP) [20] et l'image optique [21] ont été utilisées dans le diagnostic de l'OSCC, l'IRM est toujours la plus largement utilisée et la plus fiable. outils de stadification des tumeurs de la tête et du cou selon le système de stadification du cancer TNM [1] et les chélates de gadolinium restent les agents de contraste IRM les plus utilisés [22].

Pour atteindre l'objectif de cibler spécifiquement la tumeur pour l'agent de contraste IRM, des stratégies de ciblage actif et passif ont été utilisées [2, 23, 24]. Le ciblage actif [12] est devenu un domaine d'intérêt important dans le diagnostic du cancer. Les ligands de ciblage, tels que l'aptamère [25], le peptide [8], l'anticorps [6] et le folate [26], sont conjugués à des complexes multimères macromoléculaires et supramoléculaires Gd pour se lier à des récepteurs particuliers surexprimés par les cellules tumorales ou les vaisseaux. Cependant, les propriétés de biocompatibilité et de biodégradabilité de ces macromoléculaires et supramoléculaires ne sont pas claires, et leur non-biodégradabilité entrave l'application clinique. Cependant, nos Omn-NPs se composent de PEG, PCL, peptide de clivage de la gélatinase et Omn. Le PEG et le PCL ont d'excellentes propriétés de biocompatibilité et de biodégradabilité, et Omn est un agent de contraste IRM largement utilisé en clinique; par conséquent, nos Omn-NPs devraient avoir une excellente biosécurité.

La modification du polymère avec du mPEG hydrophile pourrait prolonger la circulation sanguine et augmenter l'accumulation de NP dans les tumeurs. La pégylation pourrait réduire l'adhérence des protéines sériques et créer une surface furtive pour prolonger le temps de circulation en évitant l'absorption par les systèmes réticulo-endothéliaux [12, 17]. La concentration des médicaments encapsulés a spécifiquement augmenté au niveau des sites tumoraux et une durée d'amélioration prolongée significative a été observée dans cette étude. Par conséquent, le point de pointe de la TBR était beaucoup plus tardif et la période de latence d'imagerie était beaucoup plus longue dans le groupe Omn-NPs que dans le groupe Omn.

De plus, une spécificité améliorée et une durée de rehaussement prolongée réduiront la dose injectée d'ions gadolinium, et ainsi, réduiront le risque de fibrose systémique néphrogénique, une préoccupation dans la conception d'agents de contraste à base de gadolinium [27, 28].

Coloration IHC pour MMP2 et MMP9

Les résultats de la coloration IHC pour MMP2 et MMP9 de tissus normaux provenant d'organes et de tissus tumoraux sont présentés sur la figure 5. Les résultats ont montré que les niveaux d'expression de MMP2 et MMP9 dans les tissus tumoraux étaient de (++), alors que dans la plupart des tissus normaux étaient ( ). Dans les tissus tumoraux, le plasma cellulaire et la matrice extracellulaire étaient visiblement colorés en brun, indiquant des niveaux plus élevés d'expression de MMP2/9.

un , b Coloration IHC pour MMP2 et MMP9 dans les tissus normaux et tumoraux de souris xénogreffes modèle de lignées de carcinome épidermoïde oral humain

La famille des métalloprotéinases matricielles (MMP) joue un rôle clé dans l'invasion et les métastases du cancer. Les MMP2/9, également connues sous le nom de collagénases IV et gélatinases A/B, sont les plus importantes MMP liées au cancer. Des études ont révélé une corrélation entre l'expression des gélatinases et les mauvais résultats de nombreuses tumeurs, y compris l'OSCC [29, 30]. La forte expression de MMP2/9 a également été observée dans notre étude. En raison des MMPs sont sans aucun doute des cibles anticancéreuses importantes comme leur expression répandue et leur relation étroite avec les cancers. Par conséquent, nos Omn-NPs pourraient être utilisés dans presque toutes les tumeurs. Sa simplicité et son universalité ont un bon potentiel d'application clinique.

Conclusions

Dans cette étude, nous avons conçu et synthétisé un nouveau système d'administration d'agents de contraste IRM ciblant les tumeurs pour compenser les défauts des agents de contraste actuellement utilisés en clinique. Le rapport IRM T1 tumeur/fond plus élevé et le temps de circulation sanguine prolongé ont été trouvés pour les Omn-NPs que pour Omn dans le modèle de souris OSCC. Cette étude démontre que les Omn-NPs sont prometteurs en tant qu'agent de contraste IRM spécifique à la tumeur pour améliorer la spécificité et prolonger le temps de circulation dans les tissus tumoraux. Compte tenu des excellentes propriétés de biocompatibilité et de biodégradabilité du PEG et du PCL, et Omn est un agent de contraste IRM largement utilisé en clinique, ce système d'administration d'agent de contraste IRM ciblant les tumeurs a un bon potentiel d'application clinique. De plus, des efforts supplémentaires seront déployés pour augmenter le contenu de charge en médicament et l'efficacité d'encapsulation d'Omn dans nos NP pour une meilleure sensibilité.

Disponibilité des données et des matériaux

Les données à l'appui des conclusions de cette étude sont disponibles sur demande auprès de l'auteur correspondant.

Abréviations

NP :

Nanoparticules

Omn :

Omniscan

OSCC :

Carcinome épidermoïde buccal

MMP :

Métalloprotéinase matricielle

Dieu :

Gadolinium

mPEG :

Méthoxy-poly(éthylène glycol)

PCL :

Poly (ε-caprolactone)

Pep :

Peptide

Omn-NP :

NPs mPEG-Pep-PCL chargées par Omniscan

Con-Omn-NP :

NPs mPEG-PCL chargées par Omniscan

IRM :

Imagerie par résonance magnétique

EPR :

Perméabilité et rétention améliorées

DCM :

Dichlorométhane

PVA :

Alcool polyvinylique

DLS :

Diffusion dynamique de la lumière

PDI :

Indice de polydispersité

TEM :

Microscope électronique à transmission

ICP-AES :

Spectrométrie d'émission plasma-atomique à couplage inductif

DMEM :

Milieu Eagle modifié de Dulbecco

FBS :

Sérum fœtal bovin

IHC :

Immunohistochimique

PBS :

Tampon phosphate salin


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